Bejana berhubungan merupakan topik yang sering dibahas di dalam pelajaran fisika. Terdapat dua jenis bejana yaitu bejana terbuka dan bejana tertutup. Bejana terbuka adalah bejana yang tidak memiliki tutup atau penutup dan dapat diisi dengan cairan atau gas. Sedangkan bejana tertutup adalah bejana yang memiliki tutup atau penutup dan dapat diisi dengan cairan, gas, maupun zat padat. Dalam bahasan ini akan dijelaskan tentang hukum bejana berhubungan, apa itu bejana berhubungan, mengapa hukum bejana berhubungan tidak berlaku pada saat tertentu, cara menghitung volumenya, dan contoh soal bejana berhubungan.
Hukum Bejana Berhubungan Tidak Berlaku Apabila
Hukum bejana berhubungan merupakan salah satu hukum fisika yang menyatakan bahwa ketika dua bejana berhubungan, maka tekanan di kedua bejana akan menjadi sama. Namun, hukum bejana berhubungan tidak berlaku apabila terjadi beberapa hal seperti:
- Kedua bejana terpisah oleh jarak yang jauh
- Kedua bejana memiliki ketinggian yang berbeda
- Kedua bejana diisi dengan zat yang berbeda
Apa Itu Bejana Berhubungan
Bejana berhubungan adalah dua atau lebih bejana yang saling terhubung dan dihubungkan dengan pipa yang mengalirkan fluida. Bejana dapat berisi cairan atau gas dan dapat berupa bejana terbuka atau bejana tertutup. Pada bejana terbuka, fluida akan mengalir secara terbuka keluar dari bejana. Sedangkan pada bejana tertutup, fluida hanya akan mengalir apabila ada tekanan yang diaplikasikan dari dalam bejana.
Mengapa Hukum Bejana Berhubungan Tidak Berlaku Pada Saat Tertentu
Meskipun hukum bejana berhubungan menyatakan bahwa tekanan di dalam dua bejana yang berhubungan akan menjadi sama, namun hal tersebut tidak selalu berlaku pada saat tertentu. Terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi berlakunya hukum bejana berhubungan yaitu:
- Jarak
- Ketinggian
- Zat yang diisi
Jarak antara kedua bejana sangat mempengaruhi keakuratan dari hukum bejana berhubungan. Apabila jarak kedua bejana terlalu jauh, maka akan terjadi perbedaan tekanan antara kedua bejana.
Ketinggian bejana juga mempengaruhi tekanan di dalam bejana. Apabila kedua bejana memiliki ketinggian yang berbeda, maka tekanan di dalam bejana juga akan berbeda.
Zat yang diisi ke dalam bejana juga mempengaruhi keakuratan dari hukum bejana berhubungan. Apabila kedua bejana diisi dengan zat yang berbeda, maka tekanan di dalam keduanya juga akan berbeda.
Cara Menghitung Volume Bejana Berhubungan
Untuk menghitung volume bejana berhubungan, pertama-tama kita harus menentukan tekanan dan ketinggian dari kedua bejana. Setelah itu, kita dapat menggunakan rumus sebagai berikut:
V = A x h x (Pa – Pb)
Dimana:
V = Volume yang diinginkan (cm3)
A = Luas penampang bejana (cm2)
h = Tinggi dari zat di dalam bejana (cm)
Pa = Tekanan pada bejana pertama (Pa)
Pb = Tekanan pada bejana kedua (Pa)
Contoh Soal Bejana Berhubungan
Berikut adalah contoh soal bejana berhubungan:
Soal:
Sebuah bejana A berisi 500 ml air dan bejana B berisi 400 ml minyak. Keduanya dihubungkan melalui pipa yang berdiameter 2 cm. Tinggi air di dalam bejana A adalah 10 cm, sedangkan tinggi minyak di dalam bejana B adalah 8 cm. Hitunglah tekanan di kedua bejana!
Penyelesaian:
Pertama-tama, kita hitung luas penampang pipa:
A = π x r2 = π x (1 cm)2 = 3,14 cm2
Selanjutnya, kita hitung tekanan di dalam masing-masing bejana. Diketahui:
– 10 cm air = 0,01 m air
– 8 cm minyak = 0,08 m minyak
– g = 9,8 m/s2
Patm = 101325 Pa
Untuk bejana A, tekanan di dalamnya adalah:
Pa = Patm + ρgh
Pa = 101325 + (1000 kg/m³ × 9,8 m/s² × 0,01 m)
Pa = 102117,6 Pa
Untuk bejana B, tekanan di dalamnya adalah:
Pb = Patm + ρgh
Pb = 101325 + (900 kg/m³ × 9,8 m/s² × 0,08 m)
Pb = 102471,6 Pa
Setelah dihitung, tekanan di kedua bejana adalah sekitar 102117,6 Pa dan 102471,6 Pa. Karena pipa menghubungkan kedua bejana, maka tekanan di kedua bejana menjadi sama.
Demikianlah penjelasan mengenai bejana berhubungan. Meskipun hukum bejana berhubungan bahwa tekanan di dalam dua bejana yang berhubungan akan menjadi sama, namun hal tersebut tidak selalu berlaku pada saat tertentu. Hal tersebut dipengaruhi oleh jarak, ketinggian, dan zat yang diisi ke dalam bejana. Untuk menghitung volume bejana berhubungan, dapat menggunakan rumus V = A x h x (Pa – Pb). Semoga ulasan ini bermanfaat bagi pembaca semua. Terima kasih.
